一种高分辨率医用x射线数字成像系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括发射X射线的X射线源、将所述X射线源发射的X射线转换为可见光的X射线转换屏以及获得高质量图像的CCD相机；所述软件模块包括图像采集模块和图像处理模块，所述图像采集模块用于采集CCD相机输出的数字化图像，所述图像处理模块用于处理所述图像采集模块采集到的数字化图像得到医生可使用的图像，所述CCD相机为科学级CCD相机，所述科学级CCD相机的像素为4K×4K像元，所述科学级CCD相机的CCD芯片的工作温度低于-50℃，所述科学级CCD相机的动态范围为12～18bit，所述科学级CCD相机线性度在所述动态范围内小于0.05%。
【专利说明】一种高分辨率医用X射线数字成像系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医学成像技术，尤其涉及一种高分辨率医用X射线数字成像系统。
【背景技术】
[0002]自1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，并为他夫人的手拍了史上第一张医学图像，随着X射线照相技术在医学上的广泛应用，成像技术也不断的发展。医学图像对早期病情发现、病情确诊、治疗效果跟踪以及后续治疗计划确定都有着至关重要的作用。X射线成像是获取医学图像的重要方式，它经历了胶片成像、CR成像和DR成像的发展历程。DR系统由于图像质量高、成像速度快、直接生成数字化图像、图像处理功能强大、辐照剂量小等优点，成为当前X射线成像领域的热门研究方向。
[0003]但是，国内DR的研究历程尚短，因此还存在着巨大的研究空间和一些需要解决的问题。例如，现有常用的一些医用X射线数字成像系统的空间分辨率不高、动态范围较小和可靠性不高等缺点，而且系统相对庞大复杂，系统的价格较贵，操作流程复杂，推广使用不便。因此，开发具有好的空间分辨率、动态范围和可靠性的医用X射线数字成像系统有助于推动我国DR系统的发展和应用。
【发明内容】
[0004]本发明克服了现有技术的不足，提供一种可准确对病人、病例、病房、病床和药品之间进行信息核对的系统。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括发射X射线的X射线源、将所述X射线源发射的X射线转换为可见光的X射线转换屏以及获得高质量图像的CCD相机；所述软件模块包括图像采集模块和图像处理模块，所述图像采集模块用于采集CCD相机输出的数字化图像，所述图像处理模块用于处理所述图像采集模块采集到的数字化图像得到医生可使用的图像，其特征在于，所述CCD相机为科学级CCD相机，所述科学级CCD相机的像素为4KX4K像元，所述科学级CXD相机的CXD芯片的工作温度低于_50°C，所述科学级CXD相机的动态范围为12~18bit，所述科学级CCD相机线性度在所述动态范围内小于0.05%。
[0006]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述的X射线转换屏为CsI(TI)闪烁屏，所述CsI (TI)闪烁屏吸收X射线的同时能够抑制光线散射，填充率达100%。
[0007]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述X射线源为X光机，所述X光机设置有旋转阳极的阳极靶，所述X光机设有焦点为0.6~1.0mm的X光管。
[0008]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，其还包括置于所述X射线源与所述X射线转换屏之间的X射线滤线栅，所述X射线滤线栅用于减少X射线的散射作用。
[0009]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述X射线转换屏与所述科学级CCD相机之间设置有反射镜头组，所述反射镜头组为焦距短且接受度大的镜头组，所述镜头组用于改变由所述X射线转换屏出来的可见光的传播方向来避免散射对所述科学级CCD相机的影响。
[0010]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述图像处理模块包括图像查看、图像标注和图像处理三个子模块，所述图像查看子模块用于图像窗口显示、图像移动、图像缩放以及图像旋转，所述图像标注子模块用于对图像进行文字、图形以及特殊符号的标注，所述图像处理子模块用于图像局部处理、分割、剪裁、反相、平滑、锐化、降噪、灰度均衡、图像相加减、图像平均以及图像融合。
[0011]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述软件模块还设有管理模块，所述管理模块与医疗机构的中心医疗系统连接。
[0012]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述管理模块分为图像数据管理子模块、病人管理子模块和病例管理子模块，所述图像数据管理子模块用于图像和数据的存储、查询和删除，所述病人管理子模块用于对病人的基本信息的输入、修改、存储、删除和查询，所述病例管理子模块用于对病人就诊和治疗信息进行录入、修改和查询。
[0013]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述病人管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人基本信息，所述病例管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人的病例信息。
[0014]本发明一个较佳实施例中，进步一包括，所述软件系统基于DIC0M3.0标准，确保所述软件系统与医疗机构信息系统对接实现医学资源共享。本发明解决了【背景技术】中存在的缺陷，具有如下有益效果:
1.本发明提供的X射线数字成像系统，采用分辨率高的科学级CCD相机，其像素为4KX4K像元，CXD芯片的工作温度低于-50°C，动态范围为12~18bit，线性度在所述动态范围内小于0.05%，使得本系统具有很好的空间分辨率，以43cmX43cm的检查区域为例，其空间分辨率达4.81p/mm。
[0015]2.本发明的X射线数字成像系统，在科学级CXD相机之前加了反射镜头组，改变由X射线转换屏出来的可见光的传播方向来避免散射对科学级CCD相机的影响，同时对CCD相机的辐射损伤较小，保护了 CCD相机，保证了 X射线数字成像系统的可靠性。
[0016]本发明提供的医用X射线数字成像系统通过硬件模块，完成了 X射线图像的拍摄，通过软件模块对拍摄的图像进行采集和处理，而且还能够与医疗机构的中心系统实现资源共享，本系统是一个分辨率高、动态范围较大和可靠性高的X射线数字成像系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1是本发明的优选实施例的示意框图。
【具体实施方式】
[0019]现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0020]如图1所示，本发明提供一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其包括硬件模块和软件模块，通过硬件模块完成了 X射线图像的拍摄，通过软件模块对拍摄的图像进行采集和处理。[0021 ] 其中，硬件模块包括发射X射线的X射线源、将所述X射线源发射的X射线转换为可见光的X射线转换屏以及获得高质量图像的CCD相机。X射线在照射的时候，会有部分射线发生散射作用，散射线作用于X射线转换屏后会使所照射的影像对比度和清晰度下降，因此，为了减少X射线的散射作用，在所述X射线源与所述X射线转换屏之间的X射线滤线栅。同时，在所述X射线转换屏与所述科学级CCD相机之间设置有反射镜头组，所述反射镜头组为焦距短且接受度大的镜头组，所述镜头组用于改变由所述X射线转换屏出来的可见光的传播方向来避免散射对所述科学级CCD相机的影响，反射镜头组可以有效的提高系统的可靠性。
[0022]本发明的实施例中，具体的，CCD相机为科学级CCD相机，所述科学级CCD相机的像素为4KX 4K像元，所述科学级CXD相机的CXD芯片的工作温度低于_50°C，所述科学级CXD相机的动态范围为12~18bit，所述科学级CCD相机线性度在所述动态范围内小于0.05%。
[0023]X射线源为X光机，X光机主要由X光管、X光机电源以及控制电路组成，本发明的X光机设置有旋转阳极的阳极靶，X光管的焦点为0.6~1.0_。X光机的工作原理是，阴极灯丝被加热产生电子，电子在高压电场中被加速形成高速电子流，高速电子流轰击阳极靶产生X射线。其中X光管的焦点大小是X光机的重要参数，焦点分为有效焦点和实际焦点，实际焦点是电子束打在阳极靶上的实际面积，有效焦点是实际焦点在中心线方向上的投影面积。本发明所说的焦点就是有效焦点，有效焦点的面积越小越有利于提高图像的分辨率。
[0024]本发明的X射线转换屏为CsI (TI)闪烁屏，所述CsI(TI)闪烁屏吸收X射线的同时能够抑制光线散射，填充率达100%。CsI (TI)闪烁屏中的CsI制备成针状排列的晶体，这种排列结构能够抑制荧光的横向扩展，在有效吸收X射线的同时有效抑制光线的散射，具有较高的分辨率。
[0025]本发明提供的X射线数字成像系统的软件模块包括图像采集模块、图像处理模块和管理模块，因为CCD相机采集到的图像属于数字化图像，即图像采集模块采集到的图像是CCD相机输出的数字化图像，所以需要图像处理模块用于处理所述图像采集模块采集到的数字化图像得到医生可使用的图像。
[0026]图像处理模块包括图像查看、图像标注和图像处理三个子模块，所述图像查看子模块用于图像窗口显示、图像移动、图像缩放以及图像旋转，所述图像标注子模块用于对图像进行文字、图形以及特殊符号的标注，所述图像处理子模块用于图像局部处理、分割、剪裁、反相、平滑、锐化、降噪、灰度均衡、图像相加减、图像平均以及图像融合。
[0027]管理模块与医疗机构的中心医疗系统连接。管理模块分为图像数据管理子模块、病人管理子模块和病例管理子模块，所述图像数据管理子模块用于图像和数据的存储、查询和删除，所述病人管理子模块用于对病人的基本信息的输入、修改、存储、删除和查询，所述病例管理子模块用于对病人就诊和治疗信息进行录入、修改和查询。还可以用病人管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人基本信息，病例管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人的病例信息。
[0028]本发明的软件系统基于DIC0M3.0标准，确保所述软件系统与医疗机构信息系统对接实现医学资源共享。DICOM是医学数字成像与通信标准的简称，该标准是由美国放射学院和美国电气制造商协会联合制定的关于数字医学图像的标准格式和通信协议，该标准制定的目的是为了在各种医疗成像产品制件提供一致性接口，使设备之间实现互相操作。该标准使各种医学成像产品可以通过网络相互交换数据，实现资源共享。
[0029]以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内 容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
【权利要求】
1.一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其包括硬件模块和软件模块，所述硬件模块包括发射X射线的X射线源、将所述X射线源发射的X射线转换为可见光的X射线转换屏以及获得高质量图像的CCD相机；所述软件模块包括图像采集模块和图像处理模块，所述图像采集模块用于采集CCD相机输出的数字化图像，所述图像处理模块用于处理所述图像采集模块采集到的数字化图像得到医生可使用的图像，其特征在于，所述CCD相机为科学级CXD相机，所述科学级CXD相机的像素为4KX4K像元，所述科学级CXD相机的CXD芯片的工作温度低于_50°C，所述科学级C⑶相机的动态范围为12~18bit，所述科学级CXD相机线性度在所述动态范围内小于0.05%。
2.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述的X射线转换屏为CsI(TI)闪烁屏，所述CsI (TI)闪烁屏吸收X射线的同时能够抑制光线散射，填充率达100%。
3.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述X射线源为X光机，所述X光机设置有旋转阳极的阳极靶，所述X光机设有焦点为0.6~1.0mm的X光管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，其还包括置于所述X射线源与所述X射线转换屏之间的X射线滤线栅，所述X射线滤线栅用于减少X射线的散射作用。
5.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述X射线转换屏与所述科学级CCD相机之间设置有反射镜头组，所述反射镜头组为焦距短且接受度大的镜头组，所述镜头组用于改变由所述X射线转换屏出来的可见光的传播方向来避免散射对所述科学级CCD相机的影响。
6.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述图像处理模块包括图像查看、.图像标注和图像处理三个子模块，所述图像查看子模块用于图像窗口显示、图像移动、图像缩放以及图像旋转，所述图像标注子模块用于对图像进行文字、图形以及特殊符号的标注，所述图像处理子模块用于图像局部处理、分割、剪裁、反相、平滑、锐化、降噪、灰度均衡、图像相加减、图像平均以及图像融合。
7.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述软件模块还设有管理模块，所述管理模块与医疗机构的中心医疗系统连接。
8.根据权利要求7所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述管理模块分为图像数据管理子模块、病人管理子模块和病例管理子模块，所述图像数据管理子模块用于图像和数据的存储、查询和删除，所述病人管理子模块用于对病人的基本信息的输入、修改、存储、删除和查询，所述病例管理子模块用于对病人就诊和治疗信息进行录入、修改和查询。
9.根据权利要求7或8任意一项所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述病人管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人基本信息，所述病例管理子模块直接从医疗机构的中心医疗系统连接中调取非第一次看病问诊的病人的病例信息。
10.根据权利要求1所述的一种高分辨率医用X射线数字成像系统，其特征在于，所述软件系统基于DICOM3.0标准，确保所述软件系统与医疗机构信息系统对接实现医学资源共享。
【文档编号】A61B6/00GK103462622SQ201310396258
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】韩立军 申请人:江苏美伦影像系统有限公司